几何粒子胞中 Vlasov–Maxwell 求解器的能量守恒时间推进
数值分析
2020-10-21 v1 数值分析
等离子体物理
摘要
本文讨论 Vlasov–Maxwell 系统有限元粒子胞离散的能量守恒时间离散。使用粒子分布的标准粒子胞离散和场的兼容有限元空间来离散 Vlasov–Maxwell 模型的泊松括号，可获得几何空间离散系统（见 Kraus 等人，J Plasma Phys 83, 2017）。在本文中，我们基于应用于泊松矩阵反对称分裂的离散梯度法推导能量守恒时间离散。首先，我们提出一种基于子系统平均向量场离散的半隐式方法。此外，我们设计了一种替代离散梯度，得到的时间离散可额外守恒高斯定律。最后，我们解释如何纳入针对快速粒子动力学的小步长推进。
引用
@article{arxiv.1910.04000,
title = {Energy-conserving time propagation for a geometric particle-in-cell Vlasov--Maxwell solver},
author = {Katharina Kormann and Eric Sonnendrücker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.04000},
year = {2020}
}